Fahrräder sind als Fortbewegungsmittel und als Sportgerät beliebt. Die zum Teil extreme Verwendung des Fahrades birgt aber auch Gefahren. Detaillierte Festigkeitsuntersuchungen sollen helfen, Unfälle zu vermeiden. Das Ziel einer Festigkeitsuntersuchung ist die Beurteilung der Betriebstauglichkeit, die allerdings schlecht definiert ist. Bei Festigkeitsuntersuchungen können Festigkeit gegen Überlastung, Ermüdungsfestigkeit bei einem bestimmten Fahrzustand, die Kräfteverteilung in den Rahmenrohren, globale Verformungen sowie das Fahrgefühl beurteilt werden. Die Festigkeitsuntersuchung besteht aus der Systemdefinition Fahrer, Fahrrad und Boden, aus der Systemanalyse, dem globalen Finite-Element-Modell sowie dem lokalen Finite-Element-Modell. Das Velofahren verursacht eine dynamische Belastung. Die Vorgehensweise wird am Beispiel einer Vollbremsung vorgestellt. Für die Versuche wurde ein kommerziell verfügbares Mountainbike eingesetzt. Die Verzögerung wurde so gewählt, daß das Hinterrad vom Boden abhebt. Durch die einfachen Gleichgewichtsbedingungen können die äußeren Kräfte bestimmt werden. Um die Schnittkräfte in den Rahmenrohren zu ermitteln, wurde ein dreidimensionales globales Finite-Element-Modell erstellt. Das Materialverhalten wurde als linear elastisch angenommen. Der Verlauf des Biegemoments wird graphisch dargestellt. Die Kombination Fahrer, Fahrrad und Boden stellt ein schwer zu analysierendes mechanisches System dar. Es müssen viele Parameter abgeschätzt werden. Dennoch bietet die numerische Festigkeitsanalyse die Möglichkeit, schlechte und gute Konstruktionen schnell und billig zu unterscheiden. Es sind keine teuren Prototypen erforderlich.
Festigkeitsberechnungen an Velos mit der Methode der finiten Elemente
1995
7 Seiten, 3 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Einsatzmoeglichkeiten der Methode der Finiten Elemente
Tema Archiv | 1989
|Muendungsschallprognose mit der Finiten Elemente Methode
Kraftfahrwesen | 1999
|Berechnung - Mündungsschallprognose mit der Finiten Elemente Methode
Online Contents | 1999
|